一种基于光纤的智能结构承载位置监测与分析研究

本文研究了一种基于光纤网络的结构承载位置判别的方法,分析了检测系统的工作原理,进行了光纤智能结构承载位置判别实验,作出光纤网络输出光强与加载量的变化曲线图并进行了分析讨论,实验数据与理论分析能较好地符合,结果表明这种承载位置的判别方法具有快速、准确和可靠的优点,为光纤智能结构的进一步应用提供了新途径.     

一种基于激光光源的光纤智能结构实时监控软件设计

随着光纤智能结构的发展和广泛应用,对其健康状态的监控和掌握就显得尤为重要.本文设计了一种基于激光光源的光纤智能结构实时监控软件.该软件在光纤智能结构的实际监控中,能够实时显示光纤智能结构不同位置的状态变化曲线,绘制光纤智能结构的空间健康状态分布图,这些能够方便直观掌握光纤智能结构的健康状态.同时,软件采用了广泛应用于智能结构损伤定位与识别的人工神经网络方法,用此方法能够准确定位光纤智能结构损伤位置.实验结果表明,软件具有较好的性能,能够准确实时地监控光纤智能结构状态.     

一种新型光纤智能结构监控软件设计

设计了一套适用于新型光纤智能结构的健康监控软件。该软件能够对光纤智能结构进行数据采集和处理，进而判断光纤智能结构的状态变化。利用该软件提供的两种方法——门限法和BP神经网络法，对光纤智能结构进行加载和损伤实验。结果表明，软件具有较好的性能，能够对加载和损伤位置作出准确的判断，为进一步采取有效措施对损伤区域进行修复，为光纤智能结构能够正常工作提供了保障。     

一种光纤智能结构中的光电系统研究

文章提出并设计了一种应用于光纤智能结构的新型光电探测系统，分析了系统的组成，阐述了该系统的设计和工作原理，并利用该系统进行了塑料光纤以及智能结构试件的加载位置判定实验，得出实验结果并进行分析，结果表明该光电检测系统软硬件工作协调，数据处理与分析正确无误，具有实时、可靠、智能化的优点，能方便地应用于光纤智能结构中。     

基于光纤传感网络的智能检测校正系统

为了实现产品安装的智能控制及自适应,提出了一种基于光纤传感网络的智能检测校正系统.利用光纤传感网络重建工装的应力场分布,计算波长偏移量与位置偏移量的函数关系,量化传感网络与位置校正数据的对应关系,最终为自动安装系统提供智能检测校正参数.实验采用常见的插入式安装结构,对0～200 N范围的应力变化进行了测试与分析.实验表...     

复合光纤对φ-OTDR振动传感远程敏感

为了避免在高功率脉冲下产生光纤非线性效应和前端振动不敏感,采用了一种复合光纤的新型光纤传感结构方法,进行了理论分析和实验验证.使用多模光纤与单模光纤的混合作为传感光纤的方法,通过处理不同功率脉冲下的传感信号,取得了光纤传感的距离数据,并针对多模光纤在喇曼系统的传感作用,对其传感特性进行了讨论.结果表明,该新型复合光纤传...     

固定载荷下光纤光栅应变传感阵列检测裂缝悬臂梁损伤的研究

介绍了光纤光栅分布式传感原理,推导了悬臂梁受载荷时的应变计算公式,以金属悬臂梁为研究对象,以光纤光栅应变传感阵列为传感工具,实验研究了固定载荷下裂缝悬臂梁的光纤光栅检测的新方法.金属悬臂梁上光纤光栅应变传感阵列粘贴的位置和预制裂纹的位置由有限元模拟确定,固定载荷的加载是在金属悬臂梁的自由端悬挂标准砝码.记录金属悬臂梁在无损伤、一条裂缝、两条裂缝和三条裂缝的光纤光栅应变传感阵列检测到的实验数据,以无损伤的实验数据为初始数据,分别与有损伤的实验数据进行比较,得到悬臂梁在各个损伤情况下的应变变化量,根据应变变化量的不同,确定出悬臂梁上损伤的位置.     

基于光纤智能夹层的损伤检测系统

介绍了基于光纤智能夹层的损伤检测系统以及该系统的两个关键技术:光纤传感器与材料结构集成以及与静载荷损伤检测算法。标准化、模块化的光纤智能夹层是光纤智能夹层解决了光纤传感器与结构集成的一种实用方法。用聚酰亚胺光制作的纤智能夹层便于存储、运输和埋置,并且可以很方便地埋入或粘贴材料结构,埋入结构对结构的强度和传感器的灵敏度影响不大。为了适应Bragg光栅解调仪的解调速度,本系统采用基于静载荷损伤识别算法。该算法只要求使用结构应变参数,并不需要使用挠度、位移等参数;不需要建立结构的有限元模型;不需要使用优化算法。因此,该算法具有高效、成本低的优点。所设计的软件通用性好,可应用于不同结构和不同类型的损伤。该系统应用于机翼盒段,并成功地实现对盒段上螺钉松动的检测。     

基于光纤传感的系统损伤识别的实验研究

由于光纤光栅传感器在工程应用中具有一系列的优点,所以通过研究光纤光栅传感测得的系统参数来分析系统有无损伤具有十分重要的意义。本文以铝梁结构为研究对象,基于光纤传感的系统参数的识别,搭建铝梁结构的光纤传感测量系统,通过测量铝梁结构系统的模态参数并对参数进行分析,来判断铝梁结构是否发生损伤;在此基础上,通过分析光纤光栅传感器测量所得的大量数据,对铝梁结构系统的损伤进行定位。实验研究结果表明该方法可以较好地监测结构系统的损伤并对损伤进行定位,很大程度上减少结构系统的安全隐患,在现代工程应用上有重要的意义。     

智能光配线网络技术的研究

智能 ODN(光配线网络)技术是将电子标签技术应用到传统 ODN中,利用电子标签标识 ODF(光纤配线架)设备端口资源。文章提出一种基于电子标签的新型光纤指环技术,用其对光纤唯一性进行标识,具有读取方便、稳定高效等优点。系统实现了光纤信息数据的自动存储与上传、监控光纤正确接入 MUMM(熔配单元盘)和光纤资源信息校准等功能,从而解决了智能 ODN技术难题。     

电力光纤到户光缆监测系统的设计

电力光纤到户工程是国家电网公司智能电网建设的重要组成部分,随着智能电网建设的不断推进,光纤到户部署的规模将不断扩大,网上光缆数量急剧增加,如何维护这些光缆是迫切需要解决的问题。电力光纤到户光缆监测系统采用了PON网络通信、光学测量、地理信息系统等技术,很好地解决了FTTx网络中PON光纤资源的监控,同时能兼顾对接入、汇聚、骨干层光缆网络的监测管理。通过集中的自动维护方式,系统能及时地反映光缆的运行状况,在光缆出现故障时,能够快速测试、准确定位。     

采用空心光纤自诊断、自修复智能结构的研究

为了对复合材料结构的损伤进行自修复，提出了利用空心光纤实现智能复合材料结构中难度较大的自修复功能，对其中的一些关键技术进行了初步的研究。利用空心光纤作为输送修复结构胶液的通道，当结构的关键部位出现损伤时，内含胶液的空心光纤网络可以检测出结构损伤的位置，并输出胶液对损伤进行修复，从而实现对复合材料结构损伤的自诊断及自修复功能。     

Smart structures and applications in civil engineering

This paper examines the issue of instrumentation for civil structures and in particular discusses the role of sensing systems in the evolution of the smart building concept. The sheer size of most structures of interest presents its own technological challenge in designing a suitable sensing architecture which will also conveniently address the area to be covered and will also provide sufficient sensing points to adequately characterize the structure under test. In addition, the measurement problem itself, which comprises both process monitoring and in use assessment must be defined. The former is very much process specific and may range from assessing whether concrete is dry to ensuring that protective materials are properly installed. The latter is almost entirely concerned with providing an alarm for either the onset of unacceptable corrosion within the structure or the appearance of physical damage for example due to foundation failure. This paper presents an analysis of the principal issues which the civil engineering smart structure must address and derives generic system specifications. It continues to argue that fiber optic solutions are the most appropriate sensing technologies and examines a number of distributed fiber optic technologies which enable both physical and chemical parameters to be addressed throughout a large structure     

光缆在线监测系统

近几年来光缆在电力系统的应用越来越普及，电力系统的通信、自动化、维护等越来越依赖高可靠、高性能的光纤传输。但在实际应用中，由于受外力及光缆本身质量等因素影响，光缆很容易遭到破坏，从而影响光缆的传输质量。光缆在线监测系统能在光缆遭到破坏时迅速确定光缆的故障点，为光缆故障修复提供宝贵的时间。     

光纤传感器在坚强智能电网中的应用前景

用于电力系统的各类光纤传感器,是坚强智能电网的坚强支撑。介绍了光纤传感器的基本原理,对电力系统中应用的几种光纤传感器进行了讨论,并对其应用前景进行了展望。     

基于EFPI和FBG传感器的光纤智能夹层系统研究

以光纤自诊断系统为研究对象,围绕光纤智能夹层(FOSL)制作和标定中的相关理论及技术展开较深入的研究。采用聚酰亚胺薄膜制作了基于非本征法布里-珀罗干涉型(EFPI)传感器和光纤布拉格光栅(FBG)传感器的FOSL。制作过程中,光纤传感器性能完好,FOSL的埋入对复合材料强度影响较小。在此基础上,对FOSL试件中的EFPI和FBG传感器进行了四点弯曲试验。试验表明,FOSL中,EFPI传感器的应变与载荷、FBG波长偏移与应变之间均具有良好的线性关系;在FOSL的制作中,可以选用EFPI和FBG传感器同时监测结构应变和温度。利用FOSL中的光纤传感器网络和先进信息处理技术,可以建立结构损伤主动、在线和实时监测系统。     

智能复合材料光纤传感层的研究

光纤自诊断系统是智能复合材料结构的重要组成部分。但是 ,将光纤传感器阵列埋入复合材料是实现智能复合材料的一个难题。解决这一问题的方法是将光纤传感器集成在一起形成一个模块化的便于埋入复合材料中的光纤传感层。本文探讨两种使用聚酰亚胺制作传感层的方法。一种是把光纤传感器阵列埋入聚酰亚胺薄膜中 ;另一种是用作为光学材料的含氟聚酰亚胺制作矩形 (道沟 )光波导和光传感器。后一种方法制作的传感器模块集成度高、可靠性好 ,是值得注意的发展方向。     

智能化海底光缆监测系统的研究与设计

建立完善的海底光缆监测系统对于快速查找故障点,提高海底光缆通信能力至关重要。基于对陆上光缆监测技术的详细研究,提出了一种针对海底光缆的智能化监测系统。介绍了该系统的架构设计、监测方式和功能设计,并对该系统进行了告警测试和路由基准曲线测试,测试结果表明该系统符合工程要求。希望该系统对于今后海底光缆监测具有一定的实用价值和参考意义。     

利用双激光光源监测甲烷浓度的光吸收法光纤传感器

基于Lamber -Beer定律 ,利用波长为 1.3 3 μm的脉冲lnP/InGaAsP半导体激光器作为测量光源 ,用低损耗的光纤进行光信号的传输并以钽酸锂热释电探测器作光电转换器件 ,设计出了一种新颍的远距离监测甲烷浓度的光纤传感系统。以此光纤传感系统为探头 ,设计出了一种可实时监测甲烷浓度的仪器 ,并能实现 3km的远距离遥测。介绍了该光纤传感系统及由该光纤传感系统构成的监测仪器的基本结构与工作原理 ,讨论了其中的技术难点及其相应的解决方法 ,并给出了监测仪器相应的技术指标     

人工神经网络处理光纤阵列传感信号的原理,结构及其仿真结果

人工神经网络技术作为机敏材料与结构的关键技术之一，在国外已受到人们的关注。本文探索将人工神经网络技术应用于光纤阵列传感信号处理中的原理、结构及应用于材料与结构损伤估计的方法。给出了适应于此，已用程序实现的两种神经网络模型的仿真处理结果。